[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 5

Một con lắc lò xo nằm ngang đang dao động tự do với biên độ 6cm. Lực đàn hồi của lò xo

16/40

Một con lắc lò xo nằm ngang đang dao động tự do với biên độ 6cm. Lực đàn hồi của lò xo có công suất tức thời đạt giá trị cực đại khi vật đi qua vị trí có tọa độ x bằng

±6cm

±3cm

±32cm

0

Giải thích

Đáp án C

Phương pháp giải:

Lực đàn hồi của lò xo: Fdh=−kx

Công suất của lực đàn hồi: P=Fdh.v

Công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2

Bất đẳng thức Cô – si: a+b≥2ab (dấu “=” xảy ra ⇔a=b)

Giải chi tiết:

Ta có công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2

x2+v2ω2≥2x2.v2ω2⇒A2≥2x.vω⇒x.v≤A2ω2

Độ lớn công suất tức thời của lực đàn hồi: Pdh=Fdh.v=k.x.v≤k.A2ω2

Dấu bằng xảy ra khi: x2=v2ω2=A22⇒x=±A2=±62=±32cm